WIE FUNKTIONIERT EIN WÄRMEPUMPENVERDAMPFER?
EVALED®-Verdampfer machen sich ein natürliches Phänomen zunutze: die Verdunstung.
Es entstand vor 45 Jahren aus einer weitsichtigen Intuition, die zeigte, wie die Beschleunigung dieses Phänomens in Kombination mit der Verwendung von Standard-Moduleinheiten ein kostengünstiges „sauberes System“ zur Trennung von Wasser von Schadstoffen mit einer höheren Siedetemperatur als das Wasser selbst darstellt.
WAS IST VERDAMPFUNG?
Verdunstung ist der Übergang vom flüssigen in den gasförmigen Zustand, der nur die Oberfläche der Flüssigkeit betrifft. Wird die Siedetemperatur (je Flüssigkeit unterschiedlich und druckabhängig) überschritten, kommt es zum Siedevorgang, der durch konstante Temperatur- und Druckparameter gekennzeichnet ist.
Beide Prozesse werden als Verdampfung bezeichnet.
Was ist die latente Wärme einer Flüssigkeit?
Um diesen Schritt zu erreichen, muss der Flüssigkeit zunächst Wärme (Energie) zugeführt werden. Die für die Zustandsänderung erforderliche Wärmemenge, die sogenannte latente Verdampfungswärme, hängt von der Art der Flüssigkeit, ihrer Masse und ihrer Temperatur ab.
Beispielsweise beträgt die latente Wärme für ein Kilo Wasser bei 373 K (100 °C) etwa 2300 kJ (550 kcal, 640 Wh) bei Atmosphärendruck (etwa 100 kPa).
Die gleiche Wärmemenge wird aus Wasser während der Dampfphase freigesetzt, wenn das Kondensationsphänomen auftritt.
WAS IST DER SIEDEPUNKT?
Der Siedepunkt entspricht der Temperatur, bei der der Dampfdruck dem Außendruck entspricht, so dass es zu einer turbulenten Verdampfung (Sieden) kommt, die nicht nur die Oberfläche der Flüssigkeit, sondern die gesamte Masse betrifft.
Der Siedepunkt hängt von der Art der Flüssigkeit ab und variiert mit dem Druck. Die Temperatur von Wasser liegt bei 373 K (100 °C) bei einem Atmosphärendruck von etwa 100 kPa. In großen Höhen, beispielsweise auf Berggipfeln, wo der Druck niedriger ist als auf Meereshöhe, kocht Wasser jedoch bei einer niedrigeren Temperatur. Wenn also der Druck sehr niedrig ist (Vakuum) und etwa 4 kPa (40 mbar) beträgt, wird die Siedetemperatur bei 302 K (29 °C) erreicht.
Verschiedene Flüssigkeiten haben unterschiedliche Siedepunkte: Ethylalkohol beispielsweise hat einen Siedepunkt von 351,4 K (78,4 °C) bei 75 kPa (760 mbar).
WAS IST SIEDEPUNKTERHÖHUNG?
Bei Salzlösungen ändert sich die Siedetemperatur bei konstantem Druck je nach Vorhandensein der Salze und deren Konzentration. Die Siedepunkterhöhung ist daher die Differenz zwischen den Siedetemperaturen von Wasser und denen einer Lösung mit einer festen Salzkonzentration. Beispielsweise führt die Siedetemperatur einer wässrigen NaCl-Lösung mit 35 Gew.-% bei Atmosphärendruck zu einem Anstieg der Siedetemperatur um 10 K (bei 37 °C).